Идеология и принципы функционирования (Микро- и наноэлектромеханические системы - Идеология и принципы функционирования), страница 2

17. Структура по п.16, отличающаяся тем, что каждый упругий элемент, находясь в состоянии механического контакта с по меньшей мере одним выходным электродом, свободен совершать механические колебания на собственной частоте, отличной от собственной частоты этого элемента, находящегося в состоянии отсутствия механического контакта, а средства адресации задают частоту переменного напряжения смещения, прикладываемого к комбинации входных и выходных электродов заданного массива упругих элементов, так, что данная частота соответствует частоте резонансных колебаний адресуемого упругого элемента, находящегося в состоянии механического контакта, или так, что данная частота соответствует частоте резонансных колебаний адресуемого упругого элемента, находящегося в состоянии отсутствия механического контакта.

18. Структура по п.16 или 17, отличающаяся тем, что средства адресации задают напряжение смещения, прикладываемое к комбинации входных и выходных электродов заданного массива упругих элементов, так, что данное напряжение смещения представляет собой суперпозицию переменных напряжений, частоты которых различны и частота каждого из которых соответствует частоте резонансных колебаний одного из упругих элементов.

19. Структура по п.15, отличающаяся тем, что дополнительно включает как минимум одно из следующих средств: средства контроля скорости десорбции молекул газа с поверхности как минимум одного упругого элемента, которые содержат средства пропускания электрического тока через данный упругий элемент, или содержат внешний по отношению к данному упругому элементу нагреватель или источник электромагнитного излучения; средства определения соотношений между значениями сдвига частоты резонансных колебаний как минимум одного упругого элемента, где данный сдвиг связан с изменением величины проходящего через данный упругий элемент электрического тока или интенсивности нагрева или облучения данного упругого элемента внешним источником; средства измерения динамических или статических вольтамперных характеристик электрической цепи, включающей как минимум один входной электрод, один выходной электрод и один упругий элемент, или средства детектирования изменения данных вольтамперных характеристик или изменения гистерезиса данных вольтамперных характеристик; средства детектирования силы адгезии между как минимум одним упругим элементом и как минимум одним выходным электродом, детектирующие величину электрического потенциала, который необходимо приложить к данному упругому элементу и определенному выходному электроду или комбинации выходных электродов для разрыва контакта между данным упругим элементом и данным выходным электродом; средства детектирования порога эмиссии электронов как минимум одним упругим элементом или средства детектирования изменения данного порога эмиссии; средства детектирования сдвига частоты резонансных колебаний как минимум одного упругого элемента, где данный сдвиг обусловлен изменением сопротивления движению данного упругого элемента со стороны окружающей упругий элемент среды; средства, обеспечивающие преимущественный доступ газов заданных типов как минимум к одному упругому элементу, основанные на использовании материалов с селективной пропускной способностью.

20. Структура по п.15, отличающаяся тем, что как минимум часть поверхности упругого элемента химически или биологически функционализирована.

21. Структура по п.15 или 19, отличающаяся тем, что включает два или более упругих элемента, которые различаются по длине или по эффективному диаметру или по структуре или по параметрам фунционализации поверхности, и дополнительно средства определения соотношений между значениями сдвига частоты резонансных колебаний данных упругих элементов, где данный сдвиг обусловлен физической или химической сорбцией молекул или частиц данными упругими элементами.

22. Структура по п.15 или 19, отличающаяся тем, что включает два или более упругих элемента, причем как минимум часть упругих элементов конструктивно защищена от экспонирования внешней средой, и дополнительно средства, определяющие сдвиг частоты резонансных колебаний упругих элементов, конструктивно защищенных от экспонирования, обусловленный изменением температуры данных упругих элементов вследствие изменения температуры окружающей среды либо вследствие прохождения по ним электрического тока.

23. Структура по п.15, отличающаяся тем, что упругий элемент представляет собой углеродную нанотрубку или углеродное нановолокно, или пучок углеродных нанотрубок или углеродных нановолокон.

24. Способ получения наноэлектромеханической структуры, включающий: формирование по меньшей одного управляемого элемента, по меньшей мере одного входного электрода, находящегося в электрическом контакте с управляемым элементом, по меньшей мере одного выходного электрода, контактирующего с управляемым элементом, осуществление либо операции изменения свойств материала выходного электрода в области, локализованной у границы раздела выходной электрод - управляющий элемент, где данное изменение свойств вызвано локализованным химическим воздействием, опосредованным управляемым элементом, либо операции изменения свойств материала управляемого элемента в области, локализованной у границы раздела управляемый элемент выходной электрод, где данное изменение свойств вызвано локализованным химическим воздействием, опосредованным выходным электродом.

25. Способ по п.24, отличающийся тем, что в качестве управляемого элемента выступает углеродная нанотрубка, закрепленная на подложке в вертикальном положении; в качестве выходного электрода выступает слой материала на основе углерода; в качестве операции изменения свойств материала выходного электрода выступает операция локального анодного окисления, причем управляемый элемент выступает в качестве катода, а выходной электрод выступает в качестве анода, в результате чего достигается окисление выходного электрода в области, локализованной вокруг управляемого элемента.

26. Способ по п.24, отличающийся тем, что в качестве управляемого элемента выступает многослойная углеродная нанотрубка, закрепленная на подложке в вертикальном положении; в качестве выходного электрода выступает слой химически инертного проводящего материала; в качестве операции изменения свойств материала управляемого элемента выступает операция локального анодного окисления, причем управляемый элемент выступает в качестве анода, а выходной электрод выступает в качестве катода, в результате чего достигается окисление как минимум одного внешнего слоя многослойной углеродной нанотрубки.

27. Способ получения наноэлектромеханической структуры, включающий: формирование по меньшей мере одного управляемого элемента, по меньшей мере одного входного электрода, находящегося в электрическом контакте с управляемым элементом, по меньшей мере одного выходного электрода, так, что управляемый элемент представляет собой нанотрубку или нановолокно, на как минимум часть поверхности которой нанесен слой материала, отличающегося по свойствам как от материала нанотрубки или нановолокна, так и от материала выходного электрода; осуществление операции частичного или полного удаления слоя материала нанесенного на поверхность нанотрубки или нановолокна и отличающегося по своим свойствам, как от материала нанотрубки или нановолокна, так и от материала выходного электрода.

28. Способ по п.27, отличающийся тем, что нанотрубка представляет собой углеродную нанотрубку, закрепленную на подложке в вертикальном положении; на как минимум часть поверхности которой нанесен молекулярный монослой, образованный в результате процесса самоорганизации; в качестве операции частичного или полного удаления данного молекулярного монослоя выступает операция селективного травления.

Вывод

Микро- и наноэлектромеханические системы, не смотря на их сложность, уже повсеместно применяются, например, в атомно-силовой микроскопии. Подобные технологии обладают большим потенциалом в будущем, так как их можно применять для решения самых сложных задач, например, для создания нанороботов.

Список источников

• http://www.nanometer.ru/2008/12/21/nems_54998.html

• М.Рыбалкина, Нанотехнологии для всех, М. 2005.

• http://thesaurus.rusnano.com/wiki/article1405

• http://www.nanopoisk.com/publ/8-1-0-49

• http://www.microbot.ru/modules/Static_Docs/data/2_Nanotechnology/1_Common/030428_svidinenko_nems_nanoelectromechanical_systems/index.htm